• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.234-234
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• 2018

댐 건설을 하게 되면 저수지 형성으로 인한 통수단면 증가가 발생하고 이에 따른 하천의 유속 및 난류 영향이 감소하게 된다. 이러한 영향으로 댐 상류 구간에서 발생한 유사량은 저수지에 퇴적하게 되고 유효저수량은 감소하게 된다. 저수지의 유효저수량 감소는 댐의 주요 기능인 용수공급, 수력발전 등의 기능 저하에 지대한 영향을 주게 된다. 특히 해외 수력발전 사업의 경우 하천 경사가 크고, 퇴사가 많이 발생하는 지역에 댐이 위치하고 있다. 이와 같은 문제 해결을 위한 중 장기적 퇴사거동 및 예측에 대한 연구가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 파키스탄 Gulpur 지역에 설치 예정인 수력발전용 댐에 대한 장기간 퇴사모의를 위해 1차원 유사해석 모형인 HEC-RAS sediment module을 이용하였다. 퇴사모의에 적용한 모형의 입력 자료로는 총 52개년(1960-2011년)간 유사량 관측값과 20년간 유량측정 결과를 이용하였다. 유사해석 모의 시나리오는 유사 재질 비율변화에 따른 장기간 Deposited 모의와 댐의 Gate를 통한 유사 배제를 운영하는 Flushing 모의를 수행하였다. 유사해석 모의 결과 Deposited 시나리오의 경우는 저수지에서 퇴적된 유사는 대부분 Sand가 차지하게 된다. Sand의 포착률은 저수지가 가득 차기 이전에는 거의 100 % 포착이 되며, 저수지가 가득 차는 시기인 운영 20년 후에는 Sand를 포함한 전체 유사의 59%가 포착하게 되어 저수지가 한계에 도달한 것을 확인하였다. 또한, Flushing 시나리오의 경우는 Flushing 운영 기간의 변화에 따른 퇴사 포착 영향이 큰 것으로 분석되었으며, Gulpur 댐의 경우는 운영기간을 5일로 설정하는 것이 안정한 하상상태를 유지하는 것으로 검토되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권1호
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• pp.31-40
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• 2011

본 연구에서는 2차원 하상변동 수치모형인 CCHE2D 모형을 이용하여 낙동강하구둑에서의 퇴사저감 방안을 분석하였 다. 현재 매년 시행되고 있는 준설방법에 대한 효과를 정량적으로 분석하였으며 준설방법을 대체할 수 있는 퇴사저감 방법으로 하폭축소를 통한 퇴사저감 방안에 대해 모의를 수행하였다. 분석에 사용된 모형은 각각 유사량 공식과 유사이송 형태에 대해 모형 검보정을 수행하였으며 낙동강하국둑의 경우 Ackers and White (1973) 공식과 소류사 형태의 유사이송 방식을 수치모의 시 사용하는 것이 실제 하상변동 결과와 가장 유사한 것으로 나타났다. 검보정된 CCHE2D 모형을 이용하여 현재 시행되고 있는 준설방법에 대한 분석을 수행하였으며 그 결과, 준설이 수행된 구간에서 평균 0.2m의 퇴적량 감소를 확인할 수 있었다. 또한, 하폭축소를 통한 퇴사저감 분석 결과, 평균 0.4m의 퇴사저감 효과가 있는 것으로 나타났으며 특히 하폭이 축소된 구간에서는 축소전과 비교해 최대 2.0m 정도의 퇴사저감 효과가 있는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.588-592
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• 2012

저수지에서 퇴사가 저수지에 미치는 영향으로는 저수용량의 감소로 인한 용수공급량 저하, 상류하천 수위 상승에 따른 홍수소통능력 감소로 인한 배수위 상승, 퇴적토의 용출에 의한 부영양화 촉진 및 중금속 퇴적 등의 수질변화, 퇴사로 인한 어류서식처 환경의 변화 등이 있다. 또한, 저수지로 유입되는 유사에 대한 정확한 예측은 댐의 계획 및 운영과 관련된 저수지 퇴사관계를 이해하는데 필수 요소이다. 즉, 저수지 퇴사에 관한 예측 자료는 댐 설계시에 장래 50년 및 100년 후의 저수위-저수용량 관계곡선을 결정하고, 댐의 사수위를 결정하는데 중요한 기본자료이며, 또한 댐 건설후의 저수지내로 유입되는 유사의 공간적 퇴적분포를 예측하고, 기능별 저수지 용량배분, 본체 및 취수구 등 각종 수리구조물의 안정, 저수지 상류 퇴사로 인한 홍수위의 상승 등 저수지 제 기능의 적정 관리를 계획하는데 필요한 기본자료이기 때문이다. 본 연구에서는 저수지 내에서의 2차원적 하상변동을 해석하기 위한 퇴사 모델링 방법으로 2차원 정상 및 동수역학적인 유사이송과 하상변동을 모의할 수 있으며, 침식과 포착 및 이송 그리고 퇴적의 각 단계에 따라 세부모의가 가능할 뿐만 아니라 RMA2와 SMS 프로그램과 상호 연계가 자유로운 SED-2D 모형을 이용하여 댐 축조로 인한 저수지내의 퇴사거동을 모의한 후 하상변동을 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.36-36
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• 2011

일반적으로 저수지 퇴사는 연간 저수지의 유효용량의 0.5~1%을 감소시키고 홍수 시에는 홍수위를 상승시키는 등 저수지에 여러 가지 문제를 일으킨다. 따라서 댐 설계시 장기적으로 저수지 퇴사를 적절히 예측하고, 유지 관리 중에는 주기적인 퇴사 조사를 하여 퇴사의 진행 상황과 분포 등을 분석하여 필요시 댐 조작 방법의 개선이나 나아가 배사와 같은 적극적인 대책이 요구된다. 이에 본 연구는 저수지 배사작업의 지침을 제시하기 위하여 1차원 저수지 퇴 배사 모형을 제시하였다. 1차원 배사수치모의는 수위하강(drawdown)에 의한 배사를 고려하였으며, 준정류가정을 적용한 비연계 모형으로 구현하였다. 소류사량 산정을 위해서는 MPM 공식을 사용하였다. 모형의 적합성을 검증하기 위해 기존 선행 연구에서 수행한 수리실험의 제원 및 실험조건들을 적용하여 수치모의를 수행하였고, 수치모의 결과와 실험결과를 비교하였을 때, 본 연구에서 제시한 1차원 배사 수치모형의 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.302-307
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• 2017

본 연구에서 퇴사량조사 실적 및 유량-유사량 관측 자료, 상 하류 수위-유량 자료를 보유하고 있는 B 저수지를 대상으로 3차원 수치모형을 이용하여 저수지 퇴사분포를 분석해 보았다. 또한 수치모형의 검증을 위하여 저수지내 6개 지점에 대한 시추 샘플링을 통해 퇴적토의 깊이를 측정하였다. 퇴적토 샘플링시 시료의 교란을 방지하기 위하여 동일지점에서 2회 샘플링 작업을 수행하였다. 샘플링 시료는 원지반과 퇴적지반의 구분을 위하여 시료분석 이전에 각 단면별 깊이를 측정하였으며, 시료는 각 단면별로 물리적 특성시험을 통해 압밀도를 측정하여 퇴적토의 깊이를 산정하고 수치모형시 검증 자료로 사용하였다. 본 연구에서는 3차원 수리해석과 함께 유사의 이송, 침식, 퇴적현상을 연동하여 모의 가능한 Delft3D 모형을 이용하여 B 저수지에 대한 유사 이송모의를 수행하였다. 모의 결과 저수지의 하폭이 넓어지는 지형 및 만곡부 인근에서 퇴적이 진행되는 결과를 보였으며, 퇴적토 시료와 비교한 결과 퇴적토 깊이는 일부 차이가 있었으나, 퇴적분포 양상은 유사한 결과를 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권12호
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• pp.1157-1167
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• 2013

1965년 축조된 사연댐은 울산시의 중요한 생활용수 공급댐이며, 댐 여수로 입구 부근 저수지 내에 위치한 야산은 자연상태의 도수제(Dike) 역할을 하고 있다. 최근 두 차례에 걸쳐 조사하였던 퇴사량과 유효저수량 변화에 따르면, 유효저수량은 2,000만 톤에서 2.92% 감소하였고 여수로 부근에서의 퇴적수심은 평균 1.65m 증가에 불과한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 사연댐 퇴사량 실측자료를 이용하여 SED-2D 모형의 적용성을 검토하고, 야산을 이용하여 취수탑이 있는 댐 주변의 저수지 입구에 도수제와 유사한 소규모 수리구조물을 설치할 때 퇴사의 유입억제와 취수에 필요한 수심확보 가능성을 검토하였다. 이를 위해 야산이 있는 현상태를 기준으로, 야산을 철거할 때와 추가로 구조물을 더 높게 설치할때 등을 고려하여 수리학적 효과와 그에 따른 퇴사량 감소 등을 모의 하였다. 그 결과 장기유출에 의한 50년 후 저수지내 퇴사 깊이는 평균 2.335~5.847m 발생하는 것으로 나타났으며, 그 값의 변화는 현재의 야산이나 소규모 수리구조물의 추가 설치시에 퇴사량의 제어효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.734-739
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• 2009

낙동강하구둑은 바다로부터의 염수칩입을 방지하고 하구둑 상류의 지속적인 용수 공급을 위해 1987년에 건설되었으며 이로 인해 낙동강 상류로부터 유입되는 유사가 낙동강하구둑 근처에서의 유속 감소로 인해 상류 접근수로에 퇴적되는 문제가 발생하고 있다. 이러한 낙동강하구둑 상류의 퇴적되는 유사로 인해 낙동강하류의 하상이 상승되고 통수단면이 축소되는 현상이 발생할 수 있으며 이는 홍수범람의 위험성을 가중 시키는 원인이 될 수 있다. 따라서 매년 하구둑 상류 접근수로에서는 퇴적되는 유사를 제거하기 위해 하구둑 건설 이후에 매년 준설 작업이 수행되고 있으며 최근에 이를 대체할 수 있는 여러 방법들이 여러 연구를 통해 검토되고 있는 실정이다. 특히 하폭이 급격하게 증가하는 하구둑 상류 2 km 지점은 매년 준설 작업 전에 시행되는 측량 자료에 의하면 이 지점에 많은 양의 유사가 퇴적되는 것으로 나타났다. 따라서 낙동강하구둑 접근수로에서 매년 준설되는 퇴사를 하구둑 상류 2 km 지점 우안 쪽을 매립함으로써 하도를 인위적으로 축소시켜 유속을 증가시키고 결과적으로 퇴사량을 경감 시킬 수 있을 것으로 예측된다. 이러한 하도 축소를 이용한 퇴사 저감 방법의 적용성 검토를 위해 2차원 수치모형인 RMA2 모형과 SED2D 모형을 이용하여 흐름 및 하상변동 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권1호
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• pp.87-97
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• 2013

본 연구에서는 HEC-RAS의 하상변동모형을 이용하여 고농도의 유사가 중소규모의 저수지에 유입하여 삼각주를 형성하는 과정을 유사의 입도분포를 고려하여 해석하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 먼저, 삼각주의 시공간적인 분포와 년간 저수지에 퇴적되는 입도별 퇴사량을 합리적으로 예측할 수 있었다. 또한 저수지의 특정위치에서 특정시기에 어떤 입도의 유사가 주로 퇴적되는지를 합리적으로 예측할 수 있었다. 이러한 유사의 입도분포를 고려한 모의와 분석은 수자원관련 시설물의 계획 및 유지관리에 필요한 유용한 정보를 제공해 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 상하수도학회지
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• 제26권1호
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• pp.87-95
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• 2012

In this study, the following conclusions were obtained from an investigation of the effect of the simulation time step on the simulation results of the two-dimensional, vertically averaged sediment transport model SED2D and an analysis of the deposited sediment distribution in suspended sediments of reservoirs according to grain size. The simulation time step has a significant effect on the deposited sediment distribution in a reservoir. In particular, if the simulation time step is set to be excessively large, physically invalid results are obtained. Additionally, in order to determine an appropriate simulation time step for SED2D, the selection of a simulation time step that will allow the analysis of the suspended sediment concentration profile at the main points of the simulation domain is necessary. The deposited sediment distribution in a reservoir according to grain size, including suspended sediments of clay, silt, and sand, was successfully simulated. Such information will prove valuable in application to the establishment of efficient management and reduction measures of reservoir sediment deposits.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.319-329
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• 2009

홍수피해를 경감시키고 홍수조절을 목적으로 계획되는 홍수조절용댐의 경우 홍수 발생 기간 외에는 상류와 하류 하천간의 흐름 차단을 억제하고 상류로부터 유입되는 유사가 댐 상류 부분에 퇴적되는 현상을 방지하기 위해 댐에 상시 개방되어 있는 배사관을 설치하기도 한다. 국내에서는 임진강 유역의 홍수피해 저감을 위해 건설되는 한탄강홍수조절댐에 배사관과 생태통로를 설치하도록 계획되었다. 본 연구에서는 1차원 HEC-6 모형을 이용하여 한탄강홍수조절댐 건설로 인한 댐 상류의 퇴사현상을 댐 건설 전의 현상과 비교 분석하였으며 연평균유량 조건뿐만 아니라 연간 유량변동을 고려한 대표유량수문곡선을 적용하여 퇴사현상을 모의하였다. 수치모의 결과, 댐 건설로 인한 하류단 수위 변화가 발생하더라도 하상변동의 영향은 댐에서 상류 2 km 구간을 넘지 않는 것으로 나타났다. 또한 댐 건설 후 배사관의 설치 유무에 따른 배사관 주변과 댐 상류 하상 변화를 예측하기 위해 2차원 RMA2 및 SED2D 모형을 이용하였으며 한탄강홍수조절용댐의 댐 저부에 설치된 배사관의 배사효과는 저수지 내의 퇴적고를 저감시키는 효과가 있는 것으로 나타났다.